Ilmuwan Skoltech telah menciptakan model jaringan saraf yang menghitung material superhard. Ditemukan bahwa selain intan, keberadaan zat super lainnya juga dimungkinkan.
Ilmuwan tertarik pada bahan super karena dapat diterapkan di banyak industri: produksi minyak, pengerjaan logam, perhiasan, peralatan mesin, mikroelektronika, dan produksi teknologi tinggi. Mereka digunakan untuk mengebor, memotong, memoles, menggiling. Oleh karena itu, penting untuk menemukan senyawa baru yang memiliki sifat bahan super.
Saat ini, berlian adalah bahan terkeras yang diketahui. Tetapi penerapannya tidak selalu bijaksana dan mahal. Oleh karena itu, misalnya, kepala untuk rig pengeboran telah lama dibuat dari pobedit - senyawa tungsten yang diselingi intan yang mengandung kobalt. Bahan super kuat lainnya yang terkenal adalah lonsdaleite - kristal karbon, sejenis berlian. Ini tidak didasarkan pada kisi kubik, tetapi pada kisi heksagonal. Menurut perhitungan, lonsdaleite bisa 1,5 kali lebih keras dari intan dan bisa memotongnya. Namun, di alam, hampir tidak mungkin untuk bertemu dengannya dalam bentuk aslinya.
Kekerasan dan ketangguhan retak adalah dua sifat penting dari bahan superhard. Yang pertama - berbicara tentang ketahanan terhadap fraktur, dan yang kedua - tentang pembentukan retakan dan perpecahan. Pembelajaran mesin membantu Anda menemukan properti yang Anda inginkan menggunakan teknik sains material komputasi. Model teoritis yang mendasari memungkinkan untuk mengidentifikasi properti yang sesuai.
Model ini dibuat oleh Efim Mazhnik ,25 tahun, lulusan Institut Fisika dan Teknologi Moskow dan seorang mahasiswa pascasarjana di Skoltech Center for Energy Technologies, Laboratorium Desain Komputer Bahan Baru. Manajemen ilmiah dari pekerjaan tersebut dilakukan oleh Artem Oganov , profesor di Skoltech dan MIPT. Studi Oganov berfokus pada desain teoritis bahan baru, keadaan zat pada tekanan tinggi, dan pengembangan metode untuk memprediksi struktur dan sifat zat. Pada 2018, ia dan rekan-rekannya meramalkan keberadaan tungsten boride WB5 dengan kristal yang kekerasannya melebihi paduan Pobedite.
Para ilmuwan telah mengembangkan metode untuk memprediksi sifat material dari kisi kristalnya menggunakan jaringan saraf konvolusional pada grafik.
Jaringan saraf konvolusional adalah arsitektur khusus jaringan saraf tiruan yang berfokus pada pengenalan pola dan merupakan bagian dari pembelajaran mendalam. Jaringan mendapatkan namanya dari operasi "konvolusi", di mana setiap fragmen gambar dikalikan dengan elemen matriks konvolusi. Hasil yang dijumlahkan mengacu pada posisi serupa pada gambar keluaran.
Jaringan semacam itu dapat dilatih untuk memahami properti dari material yang sebelumnya tidak mereka temui.
Efim Mazhnik menjelaskan bahwa karena data yang tidak mencukupi pada model yang diperlukan, mereka menggunakan sifat perantara - modulus elastis, di mana terdapat lebih banyak karakteristik yang tersedia.
Artem Oganov menambahkan bahwa model itu digunakan untuk menghitung sifat-sifat "untuk lebih dari 120 ribu struktur kristal hipotetis yang diketahui." "Model kami menegaskan bahwa berlian adalah zat terkeras yang diketahui, tetapi juga menunjukkan beberapa lusin bahan lain yang berpotensi sangat keras dan sangat keras," jelas Oganov.
Hasil penelitiannya dipublikasikan dalam Journal of Applied Physics . Hibah penelitian didukung oleh Russian Science Foundation (RSF).
Laboratorium Skoltech untuk Desain Komputer Bahan Baru dibuat setahun yang lalu sebagai bagian dari proyek bersama antara Yayasan Sains Rusia dan Gazpromneft STC.
